CN114522640A - 一种用于苯酚甲基化反应的开机预热装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及苯酚甲基化技术领域，公开了一种用于苯酚甲基化反应的开机预热装置，其包括开车加热器、熔盐加热器、反应器和反应加热器，所述反应加热器的顶端反应物出口连接有第一物料导管，第一物料导管远离反应加热器的一端分为第一分支导管和第二分支导管，第一分支导管远离第一物料导管的一端与开车加热器的顶端物料进口连接。本发明设计合理，通过开车加热器和反应加热器的设计，能够充分的利用反应放出的热量，气态高温反应产物流入到反应加热器的换热通道内即可给后续进入的反应物加热，只需在反应之前，将反应物通入至开车加热器内加热一段时间即可，更加节能，具有较好的经济效益。

Description

一种用于苯酚甲基化反应的开机预热装置

技术领域

本发明涉及苯酚甲基化技术领域，尤其涉及一种用于苯酚甲基化反应的开机预热装置。

背景技术

间甲酚又称3-甲基苯酚。无色或淡黄色液体。有苯酚气味。熔点11.5℃。沸点202.2℃。密度1.0336g/cm3(20℃)。折射率1.5282。稍溶于水。溶于热水、苛性碱液和乙醇、***、丙酮、苯、四氯化碳等。能与水蒸气一同挥发。苯环上可以发生卤化、硝化、磺化、烷基化等取代反应。可以进行氧化、加氢、醚化等反应。能被生物降解。可由酚油中提取。

目前，在通过苯酚烷基化法的方法生产间甲酚的时，经过混合的苯酚、二甲苯、保护气氢气和甲醇反应物气体通过气化升温加热器加热，主要通过电加热的方式来对反应物加热，而反应为放热反应，反应物的热量被浪费掉，经济效益较差。

发明内容

本发明提出的一种用于苯酚甲基化反应的开机预热装置，解决了背景技术中的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种用于苯酚甲基化反应的开机预热装置，包括开车加热器、熔盐加热器、反应器和反应加热器，所述反应加热器的顶端反应物出口连接有第一物料导管，第一物料导管远离反应加热器的一端分为第一分支导管和第二分支导管，第一分支导管远离第一物料导管的一端与开车加热器的顶端物料进口连接，开车加热器的底端物料出口与反应器的顶端物料进口之间连接有第二物料导管，第二分支导管远离第一物料导管的一端与反应器的顶端进料口连接，反应器的底端出料口与反应加热器的换热通道连通，熔盐加热器的热媒出入口与开车加热器的换通道形成闭环。

优选的，所述熔盐加热器包括熔盐罐和熔盐加压器，熔盐罐上安装有电加热器，熔盐罐的顶端固定连接有熔盐回流管，熔盐罐靠近熔盐加压器一侧靠近底端位置固定连接有第一熔盐排出管，第一熔盐排出管远离熔盐罐的一端与熔盐加压器的熔盐进口连通，熔盐加压器远离熔盐罐的一侧安装有第二熔盐排出管，熔盐罐上还安装有熔盐补充管。

优选的，所述反应加热器为列管式换热器，反应加热器包括壳体，壳体的两端均固定连接有封头，两个封头上分别固定连接有物料进入管和物料排出管，壳体内靠近顶端与底端位置均固定连接有管板，两个管板之间固定连接有换热管束，换热管束的两端分别与两个封头内部连通，壳体的两侧靠近顶端位置与靠近底端位置分别固定连接有热媒进入管和热媒排出管，换热管束内添加有散堆填料。

优选的，所述壳体内通过固定柱固定安装有折流挡板。

优选的，所述散堆填料为不锈钢材质，换热管束为不锈钢材质，且散堆填料的外壁与换热管束的内壁紧密接触。

优选的，所述熔盐加压器的内部安装有固定隔板，熔盐加压器的内部位于固定隔板的上方安装有升降驱动机构，熔盐加压器的内部位于固定隔板的下方滑动安装有活塞板，升降驱动机构的输出端与活塞板固定连接，活塞板上开设有开孔，活塞板的顶端转动安装有封堵板。

优选的，所述活塞板的顶端位于靠近封堵板安装转轴的一侧固定连接有限位块。

优选的，所述升降驱动机构包括第二旋转电机，第二旋转电机固定安装在熔盐加压器的顶端，熔盐加压器的顶端内壁与固定隔板的顶端之间转动安装有往复丝杆，往复丝杆的外侧螺纹安装有驱动板，驱动板的两侧均与熔盐加压器的内壁滑动连接，驱动板的底端固定连接有升降杆，升降杆的底端贯穿固定隔板且与活塞板的顶端固定连接。

优选的，所述驱动板的两侧均固定连接有导向滑块，熔盐加压器靠近导向滑块的两侧内壁上均固定连接有导向滑轨，导向滑轨滑动安装在导向滑块上。

本发明的有益效果是：

1.通过开车加热器和反应加热器的设计，能够充分的利用反应放出的热量，气态高温反应产物流入到反应加热器的换热通道内即可给后续进入的反应物加热，只需在反应之前，将反应物通入至开车加热器内加热一段时间即可，更加节能，具有较好的经济效益；

2.通过折流挡板的阻挡，能够增加高温的气态高温反应产物在壳体内部停留时间，从而提高换热效率，散堆填料为鲍尔环填料，且鲍尔环填料为不锈钢材质，换热管束为不锈钢材质，且散堆填料的外壁与换热管束的内壁紧密接触，通过增加不锈钢鲍尔环填料，鲍尔环填料与换热管束之间具有良好的导热效果，鲍尔环由于环壁开孔，大大提高了环内空间及环内表面的利用率，气流阻力小，液体分布均匀，能够极大的提高换热效率；

3.通过熔盐加热器的设计，第一旋转电机能够带动搅拌杆转动，当搅拌杆转动时，第一齿轮均围绕第二齿轮转动，通过第二齿轮与第一齿轮啮合即可带动转动杆自转，转动杆同时还能围绕搅拌杆，转动杆设有四根，且转动杆的外侧固定连接有多根搅拌分支，通过搅拌分支即可对热媒充分搅拌，搅拌效果好，能够有效的提高对热媒的加热速度；

4.通过升降驱动机构能够驱动活塞板升降移动，当活塞板向上移动时，封堵板将开孔堵住，封堵板顶端热媒被向上挤压，从而从第二熔盐排出管压出，此时熔盐罐内的熔盐流入到熔盐加压器补充活塞板下方间隙，当活塞板向下移动时，由于熔盐给予封堵板向上推力，使得封堵板顺时针转动将开孔打开，使得封堵板下方熔盐能够通过开孔穿过封堵板，当活塞板上下往复运动时，即可不断的将熔盐罐内的熔盐推至开车加热器内给反应物加热，换热之后的热媒通过熔盐回流管回到熔盐罐内再次加热，循环使用。

5.通过第二旋转电机能够带动往复丝杆转动，进而带动驱动板上下往复运动，从而通过升降杆驱动活塞板上下往复运动,从而推动热媒流动,相较于传统的熔盐泵，由于驱动机构与高温熔盐分隔开来，不易因高温发生损坏，使用寿命更长。

附图说明

图1为本发明提出的一种用于苯酚甲基化反应的开机预热装置的工艺流程图。

图2为本发明提出的一种用于苯酚甲基化反应的开机预热装置的反应加热器放大剖视图。

图3为本发明提出的一种用于苯酚甲基化反应的开机预热装置的换热管束横截面示意图；

图4为本发明提出的一种用于苯酚甲基化反应的开机预热装置的实施例2熔盐加热器结构示意图。

图5为本发明提出的一种用于苯酚甲基化反应的开机预热装置的熔盐加热器A位置放大剖视图。

图6为本发明提出的一种用于苯酚甲基化反应的开机预热装置的熔盐加热器B位置放大剖视图。

图7为本发明提出的一种用于苯酚甲基化反应的开机预热装置的实施例4熔盐加热器结构示意图。

图8为本发明提出的一种用于苯酚甲基化反应的开机预热装置的下圆盘俯视角剖视图。

图9为本发明提出的一种用于苯酚甲基化反应的开机预热装置的散堆填料俯视图。

图10为本发明提出的一种用于苯酚甲基化反应的开机预热装置的主视角剖视图。

图中标号：1、开车加热器；2、熔盐加热器；3、反应器；4、反应加热器；5、驱动板；6、第二熔盐排出管；7、导向滑轨；8、导向滑块；9、熔盐罐；10、电加热器；11、熔盐回流管；12、熔盐补充管；13、第一熔盐排出管；14、搅拌杆；15、上圆盘；16、第一旋转电机；17、转动杆；18、第二齿轮；19、第一齿轮；20、下圆盘；21、搅拌分支；22、熔盐加压器；23、升降杆；24、第一物料导管；25、第一分支导管；26、第二分支导管；27、第二物料导管；28、往复丝杆；29、固定隔板；30、活塞板；31、开孔；32、封堵板；33、限位块；34、第二旋转电机；35、封头；36、物料进入管；37、换热管束；38、固定柱；39、折流挡板；40、热媒进入管；41、热媒排出管；42、管板；43、散堆填料；44、壳体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

参照图1-5，一种用于苯酚甲基化反应的开机预热装置，包括开车加热器1、熔盐加热器2、反应器3和反应加热器4，反应加热器4的顶端反应物出口连接有第一物料导管24，第一物料导管24远离反应加热器4的一端分为第一分支导管25和第二分支导管26，第一分支导管25远离第一物料导管24的一端与开车加热器1的顶端物料进口连接，开车加热器1的底端物料出口与反应器3的顶端物料进口之间连接有第二物料导管27，第二分支导管26远离第一物料导管24的一端与反应器3的顶端进料口连接，反应器3的底端出料口与反应加热器4的换热通道连通，熔盐加热器2的热媒出入口与开车加热器1的换通道形成闭环，反应物初始为液态，反应物通过反应加热器4底端进入到反应加热器4内，在反应开始之前，关闭第二分支导管26上的阀门，打开第一分支导管25上的阀门，反应物通过第一分支导管25进入到开车加热器1内，熔盐加热器2向开车加热器1输送热媒，从而通过热交换的方式对反应物加热，将反应物加热至气态再通过第二物料导管27进入到反应器3内发生反应，反应放热，气态高温反应产物流入到反应加热器4的换热通道内即可给后续进入的反应物加热，此时可关闭熔盐加热器2，并关闭第一分支导管25阀门，开启第二分支导管26阀门，之后的反应物即可绕过开车加热器1，通过第二分支导管26流入到反应器3内发生反应，能够有效的反应生产的热量，更加节能，具有较好的经济效益。

实施例2

参照图1-5，本实施例与实施例1区别在于，熔盐加热器2包括熔盐罐9和熔盐加压器22，熔盐罐9上安装有电加热器10，熔盐罐9的顶端固定连接有熔盐回流管11，熔盐罐9靠近熔盐加压器22一侧靠近底端位置固定连接有第一熔盐排出管13，第一熔盐排出管13远离熔盐罐9的一端与熔盐加压器22的熔盐进口连通，熔盐加压器22远离熔盐罐9的一侧安装有第二熔盐排出管6，熔盐罐9上还安装有熔盐补充管12，通过熔盐补充管12向熔盐罐9内加入热媒，通过电加热器10加热至熔融状态，再通过熔盐加压器22将熔盐罐9内热媒导入到开车加热器1内即可给反应物加热，换热之后的热媒通过熔盐回流管11回到熔盐罐9内再次加热，循环使用。

实施例3

参照图2、3、9和10，本实施例与实施例1区别在于，反应加热器4为列管式换热器，反应加热器4包括壳体44，壳体44的两端均固定连接有封头35，两个封头35上分别固定连接有物料进入管36和物料排出管45，壳体44内靠近顶端与底端位置均固定连接有管板42，两个管板42之间固定连接有换热管束37，换热管束37的两端分别与两个封头35内部连通，壳体44的两侧靠近顶端位置与靠近底端位置分别固定连接有热媒进入管40和热媒排出管41，换热管束37内添加有散堆填料43，气态高温反应产物通过热媒进入管40进入到壳体44内再从热媒排出管41排出，反应物通过物料进入管36进入到换热管束37，再通过物料排出管45排出，高温的气态高温反应产物与温度较低的反应物经过热量交换，从而对反应物预热，壳体44内通过固定柱38固定安装有折流挡板39，折流挡板39为半圆形结构，且在壳体44内部自上而下交错等距设置，由于折流挡板39的阻挡，能够增加高温的气态高温反应产物在壳体44内部停留时间，从而提高换热效率，散堆填料43为不锈钢材质，换热管束37为不锈钢材质，且散堆填料43的外壁与换热管束37的内壁紧密接触，散堆填料43为环状，散堆填料43的内壁上固定连接有四个弧形板47，且散堆填料43环壁位于相邻弧形板47之间具有开孔，四个弧形板47程环形阵列分布，大大提高了环内空间及环内表面的利用率，气流阻力小，液体分布均匀，能够极大的提高换热效率，且散堆填料43的底端两侧固定连接有一对连接卡凸49，散堆填料43的顶端开设有一对与连接卡凸49对应的连接卡槽48，通过将连接卡凸49***到连接卡槽48能够将多个散堆填料43首尾相连，使得散堆填料43加入到换热管束37内时连接更加紧密，且当需要将散堆填料43取出时，只需拉动最外端的散堆填料43即可将散堆填料43一次性全部从换热管束37内拉出，使得散堆填料43更换更加方便，且通过连接卡凸49与连接卡槽48的定位作用，能够将相邻散堆填料43上的弧形板47位置错开，从而能够进一步提高换热效率。

实施例4

参照图7-8，本实施例与实施例2区别在于，熔盐罐9上还安装有搅拌机构，搅拌机构包括第一旋转电机16和搅拌杆14，第一旋转电机16固定安装在熔盐罐9的顶端，搅拌杆14的顶端与底端分别与熔盐罐9的顶端内壁与底端内壁转动连接，第一旋转电机16的输出轴与搅拌杆14固定连接，第一旋转电机16能够带动搅拌杆14转动对热媒进行搅拌，使得热媒受热更加均匀，加热效果更好。

实施例5

参照图7-8，本实施例与实施例4区别在于，搅拌杆14上靠近顶端与底端分别固定连接有上圆盘15和下圆盘20，上圆盘15和下圆盘20之间转动安装有多个竖直设置的转动杆17，转动杆17的顶端延伸至上圆盘15的上方且固定连接有第一齿轮19，熔盐罐9的顶端内壁上固定安装有第二齿轮18，第二齿轮18上开设有通孔，搅拌杆14通过通孔贯穿第二齿轮18，搅拌杆14与第二齿轮18互不干涉，第二齿轮18与多个第一齿轮19均啮合，当搅拌杆14转动时，第一齿轮19均围绕第二齿轮18转动，通过第二齿轮18与第一齿轮19啮合即可带动转动杆17自转，转动杆17同时还能围绕搅拌杆14，转动杆17设有四根，且转动杆17的外侧固定连接有多根搅拌分支21，通过搅拌分支21即可对热媒充分搅拌，搅拌效果好，能够有效的提高对热媒的加热速度。

实施例6

参照图1-5，本实施例与实施例2区别在于，熔盐加压器22的内部安装有固定隔板29，熔盐加压器22的内部位于固定隔板29的上方安装有升降驱动机构，熔盐加压器22的内部位于固定隔板29的下方滑动安装有活塞板30，升降驱动机构的输出端与活塞板30固定连接，活塞板30上开设有开孔31，活塞板30的顶端转动安装有封堵板32，通过升降驱动机构能够驱动活塞板30升降移动，当活塞板30向上移动时，封堵板32将开孔31堵住，封堵板32顶端热媒被向上挤压，从而从第二熔盐排出管6压出，此时熔盐罐9内的熔盐流入到熔盐加压器22补充活塞板30下方间隙，当活塞板30向下移动时，由于熔盐给予封堵板32向上推力，使得封堵板32顺时针转动将开孔31打开，使得封堵板32下方熔盐能够通过开孔31穿过封堵板32，当活塞板30上下往复运动时，即可不断的将熔盐罐9内的熔盐推至开车加热器1内给反应物加热，换热之后的热媒通过熔盐回流管11回到熔盐罐9内再次加热，循环使用。

为了防止封堵板32顺时针转动至竖直状态而导致再次活塞板30向上移动时无法及时逆时针转动复位将开孔31堵住，活塞板30的顶端位于靠近封堵板32安装转轴的一侧固定连接有限位块33。

为了驱动活塞板30上下往复运动，升降驱动机构包括第二旋转电机34，第二旋转电机34固定安装在熔盐加压器22的顶端，熔盐加压器22的顶端内壁与固定隔板29的顶端之间转动安装有往复丝杆28，往复丝杆28的外侧螺纹安装有驱动板5，驱动板5的两侧均与熔盐加压器22的内壁滑动连接，驱动板5的底端固定连接有升降杆23，升降杆23的底端贯穿固定隔板29且与活塞板30的顶端固定连接，第二旋转电机34能够带动往复丝杆28转动，进而带动驱动板5上下往复运动，从而通过升降杆23驱动活塞板30上下往复运动。

其中，驱动板5的两侧均固定连接有导向滑块8，熔盐加压器22靠近导向滑块8的两侧内壁上均固定连接有导向滑轨7，导向滑轨7滑动安装在导向滑块8上，导向滑轨7与导向滑块8的滑动配合起到对驱动板5升降运动的滑动导向作用。

工作原理：反应物初始为液态，反应物通过反应加热器4底端进入到反应加热器4内，在反应开始之前，关闭第二分支导管26上的阀门，打开第一分支导管25上的阀门，反应物通过第一分支导管25进入到开车加热器1内，熔盐加热器2向开车加热器1输送热媒，从而通过热交换的方式对反应物加热，将反应物加热至气态再通过第二物料导管27进入到反应器3内发生反应，放热反应，气态高温反应产物流入到反应加热器4的换热通道内即可给后续进入的反应物加热，此时可关闭熔盐加热器2，并关闭第一分支导管25阀门，开启第二分支导管26阀门，之后的反应物即可绕过开车加热器1，通过第二分支导管26流入到反应器3内发生反应，能够有效的反应生产的热量，更加节能，具有较好的经济效益。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于苯酚甲基化反应的开机预热装置，包括开车加热器（1）、熔盐加热器（2）、反应器（3）和反应加热器（4），其特征在于,所述反应加热器（4）的顶端反应物出口连接有第一物料导管（24），第一物料导管（24）远离反应加热器（4）的一端分为第一分支导管（25）和第二分支导管（26），第一分支导管（25）远离第一物料导管（24）的一端与开车加热器（1）的顶端物料进口连接，开车加热器（1）的底端物料出口与反应器（3）的顶端物料进口之间连接有第二物料导管（27），第二分支导管（26）远离第一物料导管（24）的一端与反应器（3）的顶端进料口连接，反应器（3）的底端出料口与反应加热器（4）的换热通道连通，熔盐加热器（2）的热媒出入口与开车加热器（1）的换通道形成闭环。

2.根据权利要求1所述的一种用于苯酚甲基化反应的开机预热装置，其特征在于，所述熔盐加热器（2）包括熔盐罐（9）和熔盐加压器（22），熔盐罐（9）上安装有电加热器（10），熔盐罐（9）的顶端固定连接有熔盐回流管（11），熔盐罐（9）靠近熔盐加压器（22）一侧靠近底端位置固定连接有第一熔盐排出管（13），第一熔盐排出管（13）远离熔盐罐（9）的一端与熔盐加压器（22）的熔盐进口连通，熔盐加压器（22）远离熔盐罐（9）的一侧安装有第二熔盐排出管（6），熔盐罐（9）上还安装有熔盐补充管（12）。

3.根据权利要求1所述的一种用于苯酚甲基化反应的开机预热装置，其特征在于，所述反应加热器（4）为列管式换热器，反应加热器（4）包括壳体（44），壳体（44）的两端均固定连接有封头（35），两个封头（35）上分别固定连接有物料进入管（36）和物料排出管（45），壳体（44）内靠近顶端与底端位置均固定连接有管板（42），两个管板（42）之间固定连接有换热管束（37），换热管束（37）的两端分别与两个封头（35）内部连通，壳体（44）的两侧靠近顶端位置与靠近底端位置分别固定连接有热媒进入管（40）和热媒排出管（41），换热管束（37）内添加有散堆填料（43）。

4.根据权利要求3所述的一种用于苯酚甲基化反应的开机预热装置，其特征在于，所述壳体（44）内通过固定柱（38）固定安装有折流挡板（39）。

5.根据权利要求3所述的一种用于苯酚甲基化反应的开机预热装置，其特征在于，所述散堆填料（43）为不锈钢材质，换热管束（37）为不锈钢材质，且散堆填料（43）的外壁与换热管束（37）的内壁紧密接触。

6.根据权利要求2所述的一种用于苯酚甲基化反应的开机预热装置，其特征在于，所述熔盐加压器（22）的内部安装有固定隔板（29），熔盐加压器（22）的内部位于固定隔板（29）的上方安装有升降驱动机构，熔盐加压器（22）的内部位于固定隔板（29）的下方滑动安装有活塞板（30），升降驱动机构的输出端与活塞板（30）固定连接，活塞板（30）上开设有开孔（31），活塞板（30）的顶端转动安装有封堵板（32）。

7.根据权利要求6所述的一种用于苯酚甲基化反应的开机预热装置，其特征在于，所述活塞板（30）的顶端位于靠近封堵板（32）安装转轴的一侧固定连接有限位块（33）。

8.根据权利要求6所述的一种用于苯酚甲基化反应的开机预热装置，其特征在于，所述升降驱动机构包括第二旋转电机（34），第二旋转电机（34）固定安装在熔盐加压器（22）的顶端，熔盐加压器（22）的顶端内壁与固定隔板（29）的顶端之间转动安装有往复丝杆（28），往复丝杆（28）的外侧螺纹安装有驱动板（5），驱动板（5）的两侧均与熔盐加压器（22）的内壁滑动连接，驱动板（5）的底端固定连接有升降杆（23），升降杆（23）的底端贯穿固定隔板（29）且与活塞板（30）的顶端固定连接。

9.根据权利要求8所述的一种用于苯酚甲基化反应的开机预热装置，其特征在于，所述驱动板（5）的两侧均固定连接有导向滑块（8），熔盐加压器（22）靠近导向滑块（8）的两侧内壁上均固定连接有导向滑轨（7），导向滑轨（7）滑动安装在导向滑块（8）上。

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